Perpustakaan Digital ITB

Reaktor nuklir tipe pebble bed reactor (PBR) adalah salah satu reaktor canggih tipe high temperature gas-cooled reactor (HTGR) dengan konsep modular, serta memiliki fitur keselamatan pasif dan inheren yang kuat. Pada desain tipe ini berpotensi untuk dilakukan kogenerasi yang bermanfaat untuk pengolahan berbagai mineral di berbagai pulau di Indonesia. Berbagai desain tipe reaktor ini sedang dikembangkan di beberapa negara. Desain PBR yang paling dekat dengan komersialisasi adalah desain HTR-PM yang merupakan kelanjutan dari program HTR-10 yang sukses sebelumnya. HTR-PM menerapkan skema resirkulasi multipass di mana bahan bakar pebble akan diresirkulasi ke dalam teras hingga 15 kali. Operasi PBR dapat lebih disederhanakan dengan menerapkan skema sirkulasi oncethrough-then-out (OTTO) di mana bahan bakar pebble hanya akan melewati teras reaktor sekali. Konsep PBR dengan skema sirkulasi OTTO ini berbeda dengan skema pengisian bahan bakar yang umumnya diterapkan pada desain PBR saat ini, termasuk HTR-PM. Kendala dalam menerapkan skema sirkulasi OTTO adalah adanya puncak rapat daya pada bagian atas teras yang dapat menyebabkan batasbatas keselamatan tidak dapat terpenuhi. Oleh karenanya, pada penelitian sebelumnya telah dilakukan optimasi daya agar dapat mempertahankan fitur keselamatan pada PBR berbasis HTR-PM dengan menerapkan skema sirkulasi OTTO, di mana daya perlu diturunkan hingga 115 MWt tanpa mengubah geometri teras dan komposisi bahan bakar desain HTR-PM. Pada penelitian ini dilakukan optimasi geometri teras aktif sebagai lanjutan dari penelitian sebelumnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dampak kuantitatif dari perubahan geometri teras aktif terhadap performa teras PBR dan mendapatkan desain optimasi geometri teras aktif pada PBR berbasis HTR-PM dengan skema sirkulasi OTTO. Perangkat lunak PEBBED digunakan untuk memperoleh teras setimbang PBR dengan melakukan berbagai variasi diameter dan tinggi teras aktif. Sistem kode PEBBED digunakan untuk menghitung teras setimbang dengan menyelesaikan persamaan difusi dan persamaan deplesi bahan bakar dengan mengamati pergerakan aksial bahan bakar pebble selama operasi reaktor. Hasil perhitungan memberikan data dampak penerapan berbagai variasi diameter dan tinggi teras aktif berbeda. Selanjtunya diperoleh desain optimasi geometri teras aktif PBR berbasis HTR-PM dengan skema siklus OTTO di mana diameter teras aktif perlu sebesar 220 cm dan tinggi teras aktif perlu sebesar 687,559 cm agar dapat mempertahankan fitur keselamatan reaktor. Kesederhanaan operasi reaktor dan komponen yang lebih sedikit dengan skema sirkulasi OTTO tetap membuat desain optimasi ini menjadi alternatif desain yang menarik, meskipun daya yang diperoleh lebih kecil dari desain referensi. Oleh karenanya, dengan dilakukan optimasi geometri teras aktif ini, membuat desain reaktor menjadi lebih menarik dengan meningkatkan kesederhaan reaktor sehingga diharapkan konsep desain PBR ini dapat diterapkan guna memecakan permasalahan pemerataan energi listrik dan meningkatkan stabilitas ekonomi di berbagai pulau dan daerah terpencil sebagaimana yang terdapat di Indonesia.